zamrażanie - podstawy teoretyczne 1, Przydatne prace-Chłodnictwo
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
METODY PRZECHOWYWANIA
I UTRWALANIA BIOPRODUKTÓW
ZAMRA
Ż
ANIE
PODSTAWY CZ.1
Opracowa
ł
: dr S. Wierzba
Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej
Uniwersytetu Opolskiego
ZAMRA
Ż
ANIE – PODSTAWY TEORETYCZNE
Zamra
ż
aniem produktów
nazywamy proces pe
ł
nej lub cz
ęś
ciowej zamiany wody w nich
zawartej w lód (krystalizacji), oraz obni
ż
enia temperatury produktu poni
ż
ej
punktu
krioskopowego
.
Punkt krioskopowy
– temperatura krzepni
ę
cia wody wraz z substancjami w niej
rozpuszczonymi.
Procesy zachodz
ą
ce w produktach zale
żą
przede wszystkim od temperatury
szybko
ść
reakcji zale
ż
y od temperatury
Regu
ł
a van't Hoffa
– przy obni
ż
eniu temperatury cia
ł
a o 10
°
C, intensywno
ść
zachodz
ą
cych
w nim reakcji maleje 2-3 krotnie i w przybli
ż
eniu w tym samym stosunku ro
ś
nie jego
trwa
ł
o
ść
.
Q
=
Y
T
+
10
gdzie:
Q
10
- wspó
ł
czynnik temperaturowy
Y – szybko
ść
reakcji
10
Y
T
Q
10
= 2-3 dla wi
ę
kszo
ś
ci bioproduktów
nie jest to ogólnie obowi
ą
zuj
ą
ca regu
ł
a, ale
wskazuje na pewn
ą
prawid
ł
owo
ść
, która
sprawdza si
ę
w przewa
ż
aj
ą
cej liczbie
przypadków
ZAMRA
Ż
ANIE – PODSTAWY TEORETYCZNE
Trwa
ł
o
ść
produktu ro
ś
nie w momencie jego zamro
ż
enia.
Ograniczenia prawa
van’t Hoffa
:
• sprawdza si
ę
dla reakcji jednostkowych, w jednorodnych
ś
rodowiskach,
• w miar
ę
obni
ż
ania temperatury poni
ż
ej punktu krioskopowego Q
10
maleje,
• ujemny wspó
ł
czynnik temperaturowy – dla niektórych reakcji np. denaturacja bia
ł
ka
 ZAMRA
Ż
ANIE – PODSTAWY TEORETYCZNE
Cz
ą
steczka -
dipol (uk
ł
ad dwubiegunowy) – poszczególne
cz
ą
steczki
łą
cz
ą
si
ę
za pomoc
ą
wi
ą
za
ń
wodorowych
.
W czasie zamra
ż
ania obserwujemy w zwi
ą
zku z wymian
ą
ciep
ł
a
przemieszczanie si
ę
wody zawartej w produkcie w
kierunku ni
ż
szej temperatury
(powierzchni cia
ł
a).
przyczyna niekorzystnych zmian w produktach po zamro
ż
eniu
[www.wikipedia.pl]
W pocz
ą
tkowej fazie zamra
ż
ania obserwujemy
przech
ł
odzenie cieczy
powstanie struktury pseudokrystalicznej
(uporz
ą
dkowane grupy cz
ą
steczek po
łą
czonych wi
ą
zaniami
wodorowymi)
‏
Szybko
ść
wzrostu kryszta
ł
ów
krystalizacj
ę
Woda (-7
0
C) – 50 mm/s
Glicerol (-17
0
C) – 50 mm/dob
ę
(faza sta
ł
a)
‏
[www.wikipedia.pl]
ZAMRA
Ż
ANIE – PODSTAWY TEORETYCZNE
W miar
ę
obni
ż
ania temperatury nast
ę
puje
zbli
ż
anie si
ę
cz
ą
steczek wody
rosn
ą
si
ł
y wzajemnego
przyci
ą
gania, malej
ą
cieplne ruchy Browna
spadek energii poni
ż
ej
energii sta
ł
ej orientacji cz
ą
steczek
tworzy si
ę
struktura kryszta
ł
u, w warunkach
naturalnych g
ł
ównie
formy heksagonalne
wydzielanie znacznych ilo
ś
ci ciep
ł
a 335 kJ/kg
[ Pobierz całość w formacie PDF ]